[发明专利]一种二噻吩并噻吩的四芳基取代和双菲稠合化合物及制备

说明书

本发明公开了一种含多条烷氧链的基于二噻吩并噻吩的四芳基取代和双菲稠合化合物及其合成方法，具有如通式（Ⅰ）和通式（Ⅱ）所示的结构。通式（Ⅱ）中双菲稠合二噻吩并噻吩的多环稠合化合物可以通过通式（Ⅰ）中四芳基取代的二噻吩并噻吩化合物的FeCl₃分子内氧化关环获得。通式（Ⅰ）中四芳基取代二噻吩并噻吩化合物具有蓝色荧光发射，同时具有一定液晶性质。由于中心共轭共平面进一步扩大，通式（Ⅱ）中双菲稠合二噻吩并噻吩化合物可以高度有序地自组装成稳定的液晶中间相，是一种良好的介晶体。该化合物还可以作为具有较高光学量子产率的OLED蓝色发光材料，高空穴传输速率的优秀P‑型半导体材料以及多种极性/非极性有机溶剂的凝胶剂。

技术领域

本发明涉及一种含八条烷氧链基于二噻吩并噻吩的四芳基取代和双菲稠合化合物及其制备方法。

背景技术

目前，许多研究工作都集中于延展的π共轭大平面多芳烃稠合有机材料，主要是这些化合物具有较大的π电子离域面积，自组装自修复功能以及可控的HOMO-LUMO能隙等亮点。其应用范围包含了液晶显示，太阳能电池，场效性晶体管，薄膜晶体管，有机发光二极管，光电材料中的导电体，以及有机半导体等。此外大平面π共轭芳烃稠合化合物在非线性光学材料中也有重要的应用。

二噻吩并噻吩作为一种典型的多环杂环稠合化合物，由于其分子排列和分子间相互作用产生的优异的光电性质，使得它们成为含噻吩的有机半导体中最有希望的候选物之一。同时相比于其他多芳香环稠合化合物，二噻吩并噻吩分子间除了存在π-π作用力，还存在较强的S-S作用力，这进一步加强了分子间的有序排列与堆叠，从而促进了分子间沿分子堆叠轴方向的电荷传输，使得其在有机半导体，液晶显示中有着巨大的应用价值。此外，二噻吩并噻吩作为一种具有较强给电子能力的优良供体单元，其可以通过聚合的方式与强受体单元形成“D-A”结构，进而广泛应用于太阳能电池。

二噻吩并噻吩的修饰常见的是对称的2位通过偶联形成聚合物或者多连体实现功能化，或者3位引入烷基链提高其溶解度。然而通过与芳基的先偶联再关环实现稠合的方式扩展π共轭共平面形成的功能材料的报道仍在少数。

发明内容

基于此有必要提供一种含八条烷氧链基于二噻吩并噻吩的四芳基取代和双菲稠合化合物。研究表明，该类化合物尤其是双菲稠合的二噻吩并噻吩化合物具有很高的有序性，可以在很宽的温度范围内形成稳定的六方柱状中间相，是一种良好的介晶体。同时该类化合物具有良好的发光性能，可作为具有量子产率高达33%的OLED蓝色发光材料。此外双菲稠合的二噻吩并噻吩化合物也可作为多种极性或者非极性有机溶剂的凝胶剂，且伴随有蓝色荧光。

此外，还有必要提供一种含八条烷氧链基于二噻吩并噻吩的四芳基取代和双菲稠合化合物的制备方法。

一种含八条烷氧链的四芳基取代二噻吩并噻吩化合物，具有如通式（Ⅰ）所示结构式。

其中R为C_nH_2n+1，n表示碳原子数为10-20的整数。

一种含八条烷氧链的四芳基取代二噻吩并噻吩化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤。

步骤一：中间体A为四溴取代的二噻吩并噻吩化合物的制备。

中间体A：。

以二噻吩并噻吩为原料，将其与溴单质以1:6~1:10的摩尔比加入有机溶剂中，回流12小时，分离提纯后得中间体A。

其中一个实施例中，所述有机溶剂为二氯甲烷或者硝基苯中的一种。

其中一个实施例中，所述四溴取代的二噻吩并噻吩化合物的分离提纯步骤如下：将二噻吩并噻吩四溴取代后的反应液冷却至室温，有固体析出，直接过滤并用石油醚洗涤，得到的固体通过二氧化硅柱层析分离提纯（甲苯作洗脱剂），甲苯重结晶得土黄色固体即为四溴取代的二噻吩并噻吩中间体A。